一、5G广播是广电产业重要任务
现有广播电视网络难以满足广大用户消费体验升级的需求，5G链路也将成为广播电视媒体的重要传播渠道。4K/8K和VR/AR等高质量视听媒体内容消费需求的快速增长，广播电视业务形态向多样化、精细化发展，现有广播电视网络难以满足需求。进入5G时代，消费者对视听节目的需求将会呈爆炸式增长，高速的移动通信网络可以承载和传播更加丰富的音视频内容。
国家广电总局发布《广播电视技术迭代实施方案(2020-2022年)》，其中提出，利用3年左右时间，通过实施广播电视技术迭代，加快重塑广电媒体新生态，加速重构现代传播新格局。在网络层面的基本要求是“加快推进全国有线电视网络整合和广电5G建设一体化发展，开展5G广播技术应用、标准制定、试验验证和业务开发，推动广播电视终端通、移动通、人人通”，明确针对5G广播的7项举措。多部委2020年9月《关于扩大战略性新兴产业投资，培育壮大新增长点增长极的指导意见》，以及2021年3月关于《加快培育新型消费实施方案》中均提到推进5G广播发展。
二、什么是5G广播
5G Broadcasting System，是指采用3GPP制定的符合移动通信标准要求的广播传输技术而构建的广播电视系统，相关技术制定在3GPP框架下开展，符合3GPP要求。
5G广播包括大塔广播和小塔广播：
（1）大塔指广播电视发射塔，具有高功率（High Power）、高站址（High Tower）特性，适合开展覆盖范围广的直播电视类节目和大范围的数据推送，覆盖范围可以达100公里以上。
大塔广播指EnTV（Enhanced TV，增强电视广播），在2020年3月冻结的3GPP R16版本中完成绝大多数标准制定工作。但EnTV是基于LTE，不是NR，由于业界将2018年3GPP R15之后的版本认为是5G，所以在R16中完成的EnTV也被纳入“5G广播”范畴。
（2）小塔指移动通信基站，具有低功率（Low Power）、低站址（Low Tower）特性，适合开展小范围的临时性广播电视服务，具有较强的灵活特性。小塔广播也称Mixed Mode（混合广播）,即NR MBS，3GPP正在R17版本中进行技术研究和标准化制定。
预计3GPP后续还将研究基于NR的大塔广播技术，目前还没有被明确提出立项。
三、5G广播三大业务形态
5G广播电视系统所承载的业务形态聚焦于视音频和数据应用，既可以通过大塔广播提供共性内容和公共服务，又能通过小塔广播提供热点区域广播和增值业务，还能根据用户喜好灵活对接第三方服务商，以OTT方式提供新媒体业务和内容。同时，5G广播电视系统还可纳入我国应急广播系统体系，助推各级党委政府应急管理能力和治理体系现代化，为传达政令、发布信息、引导舆论、稳定人心、协助指挥和灾后重建等贡献力量。
1、传统电视频道广播服务。在广域内实现传统电视频道在移动智能终端上的基础单向线性直播，可基于广播电视发射塔、5G蜂窝基站实现广域融合覆盖。
2、融合多媒体信息广播服务，具备较强的公共服务属性。例如政务服务、医疗、应急广播、舆情处理、城市管理、V2X车联网、物联网等新型多媒体信息类广播应用，提高全网信息传输效能与应用服务能力，有效拓展新型广播业务。
3、新型交互化视频广播服务，是最主要业务形态，也是主要商业应用场景。对热点视频内容进行蜂窝广播服务，提供电视频道直播、游戏电竞/演唱会/明星带货等各种类型互联网直播、音视频点播、4K/8K/AR/VR视频服务在内的交互化全种类视频广播服务，满足了用户个性化、交互化、多样化的视频服务需求。
四、5G广播技术发展
（一）3GPP中广播技术标准发展
•3GPP R6，首次提出基于3G的MBMS，支持在蜂窝系统中建设多播/广播网络，实现在单一网络中同时提供多播/广播以及单播服务。
•3GPP R7，进一步定义基于单频网工作模式MBSFN（Multicast Broadcast Single Frequency Network）的MBMS，在同一时间以相同频率在多个小区进行同步传输。MBSFN的引入解决了MBMS在小区边界的信号覆盖问题，提高了服务效率。
•3GPP R9，正式确定将eMBMS（改进的MBMS）作为4G广播技术，具有更高速率及更灵活业务配置，如增加面向更高分辨率的视频编码和帧率；新引入了前向纠错（FEC）技术。
•3GPP R10-R11,不断改进eMBMS，陆续引入新增计数功能（统计MBSFN区域内对某MBMS业务感兴趣的UE数量）和接纳控制功能（根据当前无线资源情况、eMBMS业务之间的优先级、计数结果等因素，由MCE决定是否建立新的eMBMS业务，或抢占现有的eMBMS业务的资源）、引入了传统地面数字电视广播技术中的循环前缀（CP，Cyclic Prefix）技术以支持更大范围的MBSFN。
•3GPP R14，提出EnTV（Enhanced TV），也称为FeMBMS（Forward eMBMS，即演进后的eMBMS）。支持更大覆盖范围的大塔（循环前缀CP长度进一步扩大到200μs）；支持无SIM卡的单接收模式（ROM，Receive-Only Mode；也称FTA，Free-To-Air）；支持高清、超高清业务的传输，自带系统信息和同步信号，同时引入了多种传统的地面数字电视广播技术，频率使用效率进一步提升，能够更好满足MBMS业务的应用需求。
•3GPP R15，2018年6月冻结，未考虑广播相关内容。
•3GPP R16，2020年3月冻结，正式完成EnTV大塔广播标准。R16中进一步优化EnTV，支持120-250km/h高速移动；支持100km覆盖范围（循环前缀CP长度进一步扩大到300μs）。
•3GPP R17，立项研究NR MBS小塔广播标准，预计2022年3月冻结。
（二）技术方案分析
截止目前，3GPP定义的广播技术标准主要有4G eMBMS、EnTV、NR MBS。三者详细方案和对比分析主要如下。
（1）eMBMS：适用于蜂窝基站（小塔），在4G LTE框架下的广播技术。
技术架构方面：eMBMS基于LTE网络通用架构，但需新增BM-SC、MBMS GW、MCE三个网元以支持eMBMS业务，如下图。
•BM-SC(Broadcast Multicast Service Center，广播多播业务中心)负责提供用户管理、会话传输、业务声明、安全管理和内容同步等功能；
•MBMS GW(eMBMS网关)负责将用户面的数据以IP组播流的形式传送到基站，同时通过MME处理接入网中MBMS业务的会话控制信令；
•MCE(Multi-cell/multicast Coordination Entity，组播协调实体)负责为eMBMS分配时域和频域资源，并确定无线信道的编码和调制方式，MCE既可以是独立实体，也可以作为逻辑实体实现在基站中。
组网方式上：支持单频网组网方式（MBSFN），使多个小区组成更大范围的单频网；也可以支持单小区广播（SC-PTM）的组网方式，仅在单小区范围内进行广播。
由于应用场景少、技术复杂和受限、端到端实现成本高，eMBMS仅在全球少数运营商开展试点，尚无成功商用案例。
第一，应用场景少，无法建立有效的商业模式和生态。4G初期，多视角场馆观看比赛、高清视频直播等场景没有得到足够重视，通过APP观看电视内容也不是主流场景。eMBMS的发展需内容提供商、终端侧、网络侧相互配合，由于没有有效的商用模式和驱动力，产业并不积极。
第二，技术复杂，端网实现成本高。为了支持eMBMS，运营商需增加部署BM-SC、MBMS GW等，在无线侧单独提供广播信道。终端和芯片同样需做一系列改造支持eMBMS相关交互流程，同时还需增加一个“中间件”来支持eMBMS业务，而提供“中间件”的厂商较少，同时涉及到专利等问题。
第三，技术方案有约束。eMBMS支持的覆盖范围有限，全网覆盖成本高，同时支持的移动速率有限，仅支持60%载波资源用于广播，并不能很好的适合广播电视诉求。
（2）EnTV：eMBMS演进，但应用于广播电视大塔的技术。
由于EnTV是从eMBMS一路演进而来，在方案设计上借鉴eMBMS的设计思路，因此在技术架构上EnTV与eMBMS相似，采用LTE网络架构，需新增BM-SC、MBMS GW、MCE功能或实体；终端实现上也与eMBMS类似。
但由于潜在运营主体不同，两者技术细节上有较大区别。EnTV更多面向广播电视运营商而设计，在高功率高站址大塔上进行广播业务，只是底层承载技术由传统数字电视技术转向3GPP LTE承载；eMBMS仅支持在蜂窝基站上进行广播，潜在运营主体为移动通信运营商。EnTV相比eMBMS主要区别如下：
第一，支持更大覆盖范围。取消了eMBMS广播业务保护间隔（CP）最多只有33us的限制，支持最高300us；单站发送功率增大，一般可达到1000W，覆盖范围最大可达近100km。
第二，支持更高速率。定义全新的帧结构，突破eMBMS只能使用60%载波资源的限制，支持MBSFN的近100%（97.5%）效率单向广播方式传输。
第三，支持无SIM卡接收。终端无需插入SIM卡，即可进行相应的接入鉴权，进入单接收模式。
第四，可使用广播技术的专属频谱。
（3）NR MBS：用于蜂窝基站（小塔），基于NR框架下的广播技术。
NR MBS与eMBMS一样，是用于蜂窝基站（小塔）的技术；但NR MBS与eMBMS、EnTV不一样的是（1）NR MBS是基于5G NR的技术（eMBMS与EnTV均是基于LTE）；（2）NR MBS在设计上尽量简化、尽量复用现有NR设计，不增加专用设计，以此达到端到端实现上尽量简单、低成本，扩大产业基础，这是MBS与eMBMS、EnTV的最大不同点。
NR MBS主要技术点如下，目前仍在具体讨论中：
第一，简化核心网流程和设计。为支持5G MBS，需要在5G SA网络架构基础上，新增和改造几类网元，包括（1）应用层网元，用于鉴权及计费，涉及MBSF-C和MBSF-U；（2）业务控制及业务传输方面，涉及MB-SMF（控制面）和MB-UPF（业务面）。
第二，不设计专用的物理信道及帧结构，业务调度同单播方式。eMBMS为支持空口广播，设计PMCH物理信道和MBSFN子帧，使用空口的专用资源，5G MBS不引入新的物理信道，完全复用PDCCH/PDSCH，与单播采用相同的动态调度方式，空口资源利用效率更高，并便于PTM与PTP的转换。
第三，广播发送的颗粒度更精细。eMBMS仅支持多个基站宏分集的广播发送方式。5G MBS支持每个小区范围内的广播，广播发送粒度进一步减小。
第四，对组播引入PTM<->PTP的转换。对组播业务，引入了HARQ反馈，增强链路可靠性。对组播业务，基于上行反馈结果，支持PTM与PTP的转换。
五、广电行业对5G广播规划
（一）工作体系
2018年，广电总局科技司牵头，所属广播电视科学研究院（广科院）发起成立无线交互广播电视工作组（AIB，Advanced Interactive Broadcasting，http://www.aib.ac.cn），主要进行5G广播等系列标准研究和制定，提出既满足5G场景、又契合我国无线交互广播电视网发展需求的技术方案，开展试验验证和产业化推进，推进广播电视主流媒体进入手机，占领小屏。中国广电（CBN）、高通、华为、中兴，以及部分广电行业厂商均是成员单位。
（二）目标和愿景
通过大塔和小塔相结合，单播/组播/广播方式动态智能切换，支持无卡接收，（1）可盘活全国7000余座广播电视无线发射大塔资源，结合蜂窝基站，既可以实现偏远地区信号覆盖，也能够满足热点区域室内室外和移动状态下的深度覆盖；（2）可应用在电视等大尺寸固定终端，也支持手机、平板、穿戴设备、汽车中控台等各种形态移动终端，全面实现广播电视终端通、人人通；（3）最终实现电视节目，以及视频/数据/公共安全/物联网/车联网等全业务内容，能够通过广播方式传送到手机等终端，用户可随时随地观看节目或接收数据推送服务，进行个性化交互，不消耗通信流量，也没有网络拥堵。
（三）规划时间
广电计划在2022年初冬奥会进行演示，2020年已进行多次演示，9月与华为演示了首个基于700MHz网络的5G NR广播业务，通过10部华为Mate30 pro 5G智能手机同时接收5G NR广播高清视频数据流并实时播放，端到端实现5G NR广播业务的视频服务。
2020中国5G＋工业互联网大会上，中国广电现场展示了多部5G智能手机同时接收5G NR广播高清视频数据流并实时播放
